JP2007521596A - Disk drive with improved tray control - Google Patents

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Abstract

本発明は、ディスクドライブのケーシング（ＣＳ）内にある第１の位置と、ケーシング（ＣＳ）から突出する第２の位置との間を移動するように支持されている、ディスクを収容するためのトレイ（ＴＲ）と、第１の位置と第２の位置との間においてトレイ（ＴＲ）を動かすための電気モータと、モータの回転を調整するためにモータを通る電流を調整する調整手段と、を有するディスクドライブに関する。この調整手段は、第１の位置及び第２の位置に関するトレイ（ＴＲ）の位置情報を得るために、モータの回転中に生成される逆起電力信号を検出する検出手段を有する。  The present invention is for accommodating a disk supported to move between a first position in a casing (CS) of a disk drive and a second position protruding from the casing (CS). A tray (TR), an electric motor for moving the tray (TR) between the first position and the second position, and adjusting means for adjusting the current through the motor to adjust the rotation of the motor; It relates to a disk drive having The adjusting means includes detecting means for detecting a counter electromotive force signal generated during rotation of the motor in order to obtain position information of the tray (TR) relating to the first position and the second position.

Description

本発明は、概して、ディスクドライブに関し、より具体的には、ディスクドライブのケーシング内の第１の位置とケーシングから突出する第２の位置との間を移動するように支持されている、ディスクを収納するためのトレイと、このトレイを第１の位置と第２の位置との間において動かすための電気モータと、この電気モータの回転を調整するために、電気モータを通る電流を調整する調整手段と、を有する光ディスクドライブに関する。   The present invention relates generally to disk drives, and more particularly, to a disk supported to move between a first position within a disk drive casing and a second position protruding from the casing. A tray for storage, an electric motor for moving the tray between the first position and the second position, and an adjustment for adjusting the current through the electric motor to adjust the rotation of the electric motor And an optical disc drive.

本発明は、電気モータの制御の下で、ディスドライブのトレイを第１の位置と第２の位置との間において動かす方法にも関する。   The invention also relates to a method of moving a tray of a drive between a first position and a second position under the control of an electric motor.

一般に知られるように、光記憶ディスクは、情報がデータパターンの形態で記憶され得る記憶スペースの少なくとも一つのトラックを、連続的ならせん状又は複数の同心円状の何れかの形態で有する。光ディスクドライブは、とりわけ、ディスクドライブをロードするためのトレイと、光ディスクの収納及び回転を行うための回転手段と、一般にレーザビームである光ビームを生成してこのレーザビームで記憶トラックを走査するための光生成手段と、を有している。一般的に光ディスクの技術及び情報が光ディスクに記憶され得るやり方はよく知られているので、この技術を極めて詳細に説明する必要はない。   As is generally known, an optical storage disk has at least one track of storage space in which information can be stored in the form of a data pattern, either in the form of a continuous spiral or a plurality of concentric circles. An optical disk drive, among other things, generates a light beam, typically a laser beam, and scans a storage track with this laser beam, a tray for loading the disk drive, a rotating means for storing and rotating the optical disk, and the like. Light generating means. In general, the technology of optical disks and the manner in which information can be stored on optical disks are well known, and this technique need not be described in great detail.

光データ記憶装置において、媒体（例えば、ＣＤ，ＤＶＤ又はＢＤディスク）はローダ（loader，装填）メカニズムによってディスクドライブにロードされ、このローダメカニズムは、一般に、トレイと、傾斜メカニズムと、（磁気）クランプと、を有する。ディスクの再生又は読み取りを行うために、ユーザがディスクをトレイ上に置くと、このトレイは、ユーザがボタン又はトレイ自体を押圧した後に、ディスクをディスクドライブ内部に移送する。トレイがディスクドライブ内部にある場合、ディスクがトレイから持ち上げられて外されるように、傾斜メカニズムはターンテーブルを上方に傾斜させる。最終的に、クランプがディスクをターンテーブル上に固定する。ディスクをディスクドライブから取り出す（eject，イジェクトする）ために、ローダメカニズムは逆方向に駆動される。   In optical data storage, media (eg, CD, DVD or BD disc) is loaded into a disk drive by a loader mechanism, which generally includes a tray, a tilt mechanism, and a (magnetic) clamp. And having. When a user places a disc on the tray to play or read the disc, the tray transports the disc into the disc drive after the user presses the button or the tray itself. When the tray is inside the disc drive, the tilt mechanism tilts the turntable upward so that the disc is lifted off the tray. Finally, the clamp secures the disc on the turntable. To eject the disk from the disk drive, the loader mechanism is driven in the reverse direction.

ローダメカニズム（トレイ及び傾斜メカニズム）は、通常、ギアトランスミッションを介してＤＣモータによって駆動される。モータを通る電流Ｉｍは、以下の等式に従う。

Figure 2007521596
Ｖｍはモータを駆動する電圧であり、Ｖｅｍｆは逆起（back-EMF）電圧であり、Ｒはモータ抵抗であり、Ｌはモータインダクタンスである。通常、トレイ又はローダメカニズムがオープン／クローズ動作を完了しているか否かを検出するために、（通常、機械的又は光学的）ハードウェアスイッチがディスクドライブに含まれる。このようなハードウェアスイッチは、一般に、トレイスイッチと呼ばれる。下記のように、トレイの動きのエンドストップ（end stop）はトレイモータ電流の測定によって検出され得ることが知られる。トレイがエンドストップの一つに当たる場合、モータはブロックされ、その結果としてモータにより生成される逆起電圧が降下する。この電圧降下により、モータ電流の急激な残りの上昇がもたらされる。エンドストップにおけるモータ電流のこの上昇は、レベル検出アルゴリズムによって次のように検出されることができる。電流が或る一定の期間に或る限界を上回る場合、トレイは停止に達しているものと判断され、モータがオフにされる。モータ電流は、例えば、測定する抵抗器がモータと直列に接続され、この抵抗器の両端の電圧が測定されることにより測定され得る。モータ電流測定からエンドストップを検出することは、エンドストップを検出するためのハードウェア（機械的又は光学的）スイッチの必要性を取り除く。トレイスイッチをもたない電流測定によるエンドストップの検出は、本明細書以下「スイッチレス検出」と呼ばれる。 The loader mechanism (tray and tilt mechanism) is typically driven by a DC motor via a gear transmission. Current I m through the motor, according to the following equation.
Figure 2007521596
 V m is a voltage for driving the motor, V emf is a back-EMF voltage, R is a motor resistance, and L is a motor inductance. Typically, a hardware switch (usually mechanical or optical) is included in the disk drive to detect whether the tray or loader mechanism has completed an open / close operation. Such a hardware switch is generally called a tray switch. As described below, it is known that the end stop of the movement of the tray can be detected by measuring the tray motor current. If the tray hits one of the end stops, the motor is blocked, resulting in a drop in the back electromotive force generated by the motor. This voltage drop results in a sharp residual increase in motor current. This increase in motor current at the end stop can be detected by the level detection algorithm as follows. If the current exceeds a certain limit for a certain period of time, it is determined that the tray has reached a stop and the motor is turned off. The motor current can be measured, for example, by connecting a resistor to be measured in series with the motor and measuring the voltage across the resistor. Detecting end stops from motor current measurements eliminates the need for hardware (mechanical or optical) switches to detect end stops. End stop detection by current measurement without a tray switch is hereinafter referred to as "switchless detection".

従来のトレイスイッチ方法と比較してスイッチレス検出の方法の欠点は、トレイ位置の不確実さである。トレイスイッチは、トレイが実際にクローズしているか否かについて完全な確実さを次のように提供する。スイッチがクローズされる場合、トレイはそのエンド位置の何れか一方にあるはずである。スイッチレス検出は、停止後のトレイの実際の位置については十分な確実さを提供しない。ディスクドライブのユーザが、トレイを中間位置に手動で強制的に停止させている可能性もある。   A disadvantage of the switchless detection method compared to the conventional tray switch method is the uncertainty of the tray position. The tray switch provides complete certainty as to whether the tray is actually closed as follows. If the switch is closed, the tray should be in either of its end positions. Switchless detection does not provide sufficient certainty about the actual position of the tray after stopping. It is possible that the user of the disk drive has manually forced the tray to stop at an intermediate position.

これまでのトレイスイッチ方法と比較してスイッチレス検出方法の他の欠点は、トレイが外側ストップに当たるときのトレイのねじれる動きである。   Another drawback of the switchless detection method compared to previous tray switch methods is the twisting movement of the tray when the tray hits the outer stop.

スイッチレス検出の場合、停止はトレイがエンドストップにより機械的にブロックされた後に検出される。短い持続期間に、トレイはモータにより駆動されるのと同時に、エンドストップによってブロックされる。モータがトレイに及ぼす力は、一般に、トレイの重心に置かれていない。更に、とりわけトレイが外側の位置にある場合、通常、トレイメカニズムにはいくらかの機械的な遊びがある。従って、トレイが駆動され、同時にブロックされるこの短いフェーズでは、トレイの横への変位又はねじれが生じる可能性がある。この種類の動きは、特にオーディオ／ビデオディスクドライブでは望ましくない。   In the case of switchless detection, the stop is detected after the tray is mechanically blocked by the end stop. In a short duration, the tray is blocked by the end stop at the same time it is driven by the motor. The force that the motor exerts on the tray is generally not placed at the center of gravity of the tray. Furthermore, there is usually some mechanical play in the tray mechanism, especially when the tray is in the outer position. Thus, in this short phase where the tray is driven and blocked simultaneously, lateral displacement or twisting of the tray can occur. This type of motion is undesirable, especially in audio / video disc drives.

従って、本発明の目的は、トレイ動作のエンドストップを検出するための改善された方法を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved method for detecting an end stop of tray operation.

本発明の目的を達成するために、冒頭段落に規定されるディスクドライブは、調整手段が、第１の位置及び第２の位置に関するトレイの位置情報を得るためにモータの回転中に生成される逆起電力信号（例えば、電圧）を検出する検出手段を有することを特徴とする。   In order to achieve the object of the present invention, the disk drive defined in the opening paragraph is generated during rotation of the motor so that the adjusting means obtains position information of the tray relating to the first position and the second position. It has a detecting means for detecting a counter electromotive force signal (for example, voltage).

このようにして、トレイの位置は、いかなる追加のハードウェアコンポーネントも必要とせずに、モータを通る電流から推定されることができる。   In this way, the position of the tray can be estimated from the current through the motor without the need for any additional hardware components.

ディスクドライブのある実施形態は、第１の位置及び第２の位置の一方から、第１の位置及び第２の位置の他方へ向かうトレイの移動中に、トレイの位置が第１の位置及び第２の位置のそれぞれの位置の近傍に到達すると、モータの回転率が徐々に低減するように、調整手段がモータを通る電流を調整することを特徴とする。   Some embodiments of the disk drive may cause the tray position to change between the first position and the second position during movement of the tray from one of the first position and the second position to the other of the first position and the second position. When reaching the vicinity of each of the two positions, the adjusting means adjusts the current passing through the motor so that the rotation rate of the motor is gradually reduced.

こうすることによって、前述のトレイの望ましくない横向きの動き又はねじれる動きが排除されるか又は減少される。   By doing so, the aforementioned unwanted lateral or twisting movement of the tray is eliminated or reduced.

本発明は、請求項３及び請求項４に記載の方法も包含する。   The present invention also encompasses the methods of claims 3 and 4.

本発明は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。   The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

これらの図面において、類似の機能又は目的をもつ構成部品又は構成要素は同じ参照符号を付される。   In these drawings, components or components having similar functions or purposes are given the same reference numerals.

図１はディスクドライブＤＲＶの概略図である。このディスクドライブＤＲＶは外側ケーシングＣＳ内に実現される。ディスクを収容し移送するためのトレイＴＲは、「ｘ」により示される方向においてケーシングＣＳ内に及びケーシングＣＳからスライドすることが可能である。トレイＴＲの示された長手方向は、正確に方向ｘと合致するわけではない。これは知られる光ディスクドライブにしばしば起こる状況である。この状況は、トレイＴＲがケーシングＣＳ内にある第１の位置から、ケーシングＣＳから突出する第２の位置へ動くとき、トレイＴＲの動きがブロッキング手段（即ちエンドストップ）ＢＬＫによって突然停止されるという事実によってもたらされる。その結果として、力ＤＲＦは一般にトレイＴＲの重心に与えられないので、力ＤＲＦにより回転ＲＴがもたらされる。更に、通常、トレイメカニズムにはいくらかの機械的な遊びがある。トレイＴＲは（図１には示されない）モータによって制御される。本発明では、トレイＴＲの停止は、モータの逆起電力信号（電圧又は電流）から受け取られる情報によって起動される。好ましくは、この情報を用いて、所望の停止位置に到達するより短い距離手前のところで、減速動作又はブレーキ（braking，制動）動作がすでに起動されることもできる。   FIG. 1 is a schematic diagram of a disk drive DRV. This disk drive DRV is realized in the outer casing CS. The tray TR for receiving and transporting the discs can slide into and out of the casing CS in the direction indicated by “x”. The indicated longitudinal direction of the tray TR does not exactly coincide with the direction x. This is a situation that often occurs in known optical disk drives. This situation means that when the tray TR moves from the first position in the casing CS to the second position protruding from the casing CS, the movement of the tray TR is suddenly stopped by the blocking means (ie end stop) BLK. Brought by facts. As a result, the force DRF is generally not applied to the center of gravity of the tray TR, so that the force DRF provides a rotation RT. Furthermore, there is usually some mechanical play in the tray mechanism. The tray TR is controlled by a motor (not shown in FIG. 1). In the present invention, the stop of the tray TR is activated by information received from the back electromotive force signal (voltage or current) of the motor. Preferably, this information can also be used to trigger a deceleration or braking action already a short distance before reaching the desired stop position.

逆起電圧Ｖｅｍｆは、モータの（角）速度に比例する。これは以下の等式によって表わされる。

Figure 2007521596
Ｋｅは、モータの、いわゆる、逆起電力定数である。
等式（２）及び等式（１）を組み合わせると、積分後、時間ｔにおけるモータの角度位置に関する以下の式がもたらされる。
Figure 2007521596
 ここで、Ｒ及びＬは知られるものとし、Φ（０）＝０であるとすると、Ｖｍは知られており、Ｉｍは検出手段によって測定されるので、上記の式により、モータの角度位置を推定することができる。（知られるディスクドライブにあるような）モータを調整する調整手段の一部である検出手段は、例えば、モータと直列に接続される抵抗器によって実現され得る。その場合、この抵抗器の両端の電圧は、Ｉｍのための測定値である。ｘで示されるトレイの位置に関して以下の式が成り立つ。
ｘ＝αΦ （４）
ここで、αはある知られた定数である。位置測定は、モータインダクタンスＬが無視できるほど小さいと仮定することによって更に簡略化されることができ、このことはほとんどの場合において可能である。その場合、トレイの位置を推定するためには、単にモータ抵抗Ｒの値が分かっていさえすればよい。 The counter electromotive voltage V emf is proportional to the (angular) speed of the motor. This is represented by the following equation:
Figure 2007521596
 Ke is a so-called counter electromotive force constant of the motor.
Combining equations (2) and (1) yields the following equation for the angular position of the motor at time t after integration:
Figure 2007521596
 Here, assuming that R and L are known, and Φ (0) = 0, V m is known and Im is measured by the detection means. The position can be estimated. The detection means that are part of the adjustment means for adjusting the motor (as in known disk drives) can be realized, for example, by a resistor connected in series with the motor. In that case, the voltage across this resistor is a measure for the I m. The following equation holds for the position of the tray indicated by x.
x = αΦ (4)
Where α is a known constant. Position measurement can be further simplified by assuming that the motor inductance L is negligibly small, which is possible in most cases. In that case, in order to estimate the position of the tray, it is only necessary to know the value of the motor resistance R.

図２は、ディスクドライブＤＲＶのトレイ制御のための本発明による方法を示す第１のフローチャートである。この図は、どのように位置測定がスイッチレス検出を向上させるために使用されることができるのかを示す。例えば、クローズする動きのとき、トレイＴＲがある中間位置において（例えば手動で）ブロックされる場合、光ディスクドライブは、本発明による方法を用いて、その後、トレイＴＲをオープンし、その元の（オープン）位置に戻すことによって応答する。トレイＴＲの位置又は変位情報は、スイッチレス検出を向上させるために次のように使用されることができる。位置情報は、トレイのオープン及びクローズアルゴリズムによって、トレイＴＲが完全なオープン又はクローズの動きを完了したか否かを結論付けるために使用され得る。例えば、ユーザが手動でトレイＴＲをブロックしているためにトレイＴＲが半分しかオープンされていない場合、適正な措置（action）が取られることができる。トレイＴＲは外側ストップに到達する直前に停止されることができる。このことにより、トレイが外側エンドストップでねじれるのを防止する。このようにして、トレイスイッチを具える検出と比較したスイッチレス検出の欠点が克服される。   FIG. 2 is a first flowchart illustrating a method according to the present invention for tray control of a disk drive DRV. This figure shows how position measurement can be used to improve switchless detection. For example, in the case of a closing movement, if the tray TR is blocked at a certain intermediate position (eg manually), the optical disc drive then uses the method according to the invention to open the tray TR and return it to its original (open ) Respond by returning to position. The position or displacement information of the tray TR can be used as follows to improve switchless detection. The position information can be used by the tray open and close algorithms to conclude whether the tray TR has completed a complete open or close movement. For example, if the tray TR is only half open because the user has manually blocked the tray TR, the appropriate action can be taken. The tray TR can be stopped just before reaching the outer stop. This prevents the tray from twisting at the outer end stop. In this way, the disadvantages of switchless detection compared to detection with a tray switch are overcome.

図３は、トレイＴＲの更に改善された停止制御に関するディスクドライブのトレイ制御のための本発明による方法を示す第２のフローチャートである。トレイ移動中にトレイ位置の知識（knowledge，情報）が利用できることにより、非常に制御されたスムーズなやり方でトレイＴＲを停止することが可能になる。所望の停止位置に到達するよりわずかな距離手前のところで、減速動作又はブレーキ動作はすでに起動されることができる。トレイスイッチが存在する場合でさえ、上記に説明されたようにトレイＴＲの位置を測定することは有利になり得る。トレイスイッチを使用すると、トレイＴＲの正確な位置は、トレイＴＲがエンドストップの何れか一方にある場合にのみ分かる。位置測定を用いると、トレイ位置は、該トレイが中間位置にある場合にも分かる。この情報は、例えば、エンドストップに到達する直前に減速動作又はブレーキ動作を起動する形態で、オープン／クローズアルゴリズムを向上させるために用いられ得る。   FIG. 3 is a second flow chart illustrating a method according to the present invention for disc drive tray control for further improved stop control of the tray TR. The availability of tray position knowledge during tray movement makes it possible to stop the tray TR in a very controlled and smooth manner. At a short distance before reaching the desired stop position, the deceleration or braking operation can already be activated. Even in the presence of a tray switch, it can be advantageous to measure the position of the tray TR as described above. Using the tray switch, the exact position of the tray TR is known only when the tray TR is at either end stop. With position measurement, the tray position is also known when the tray is in an intermediate position. This information can be used to improve the open / close algorithm, for example, in the form of decelerating or braking just before reaching the end stop.

式[３]による位置測定は、積分

Figure 2007521596
の計算を必要とする。実際のデジタルインプリメンテーションでは、この積分は加算によって近似され得る。この場合、サンプリング時間ｎにおける位置は、以下の式により近似的にもたらされる。
Figure 2007521596
 Position measurement by equation [3] is integral
Figure 2007521596
 Requires the calculation of In practical digital implementations, this integration can be approximated by addition. In this case, the position at the sampling time n is approximately given by the following equation.
Figure 2007521596

ここで、Ｔはデジタルインプリメンテーションのサンプリング時間を表わす。式[５]は、式[３]の積分値の最も簡単で可能な近似値である。台形近似（trapezoidal approximation）、シンプソンの法則のような一層良好な近似、及びより複雑な方法が用いられてもよい。このような方法は、種々の認識されたハンドブックに見出され得る。式[３]によるトレイ位置の計算は、測定の不正確さ、ノイズ及びドリフトにより妨げられる可能性がある。従って、好ましくは、測定された位置は時々較正される。この目的のために、トレイＴＲがケーシングＣＳ内にあることが分かっている場合は常に測定された位置をゼロにリセットすることが勧められる（図２参照）。ディスクがディスクドライブＤＲＶ内にあり、ディスクドライブＤＲＶによって再生され又は読み取られることができる場合は、ユーザは、トレイＴＲが最も内側の位置にあることを確信し、トレイ位置はこのポイントにおいてゼロにリセットされることができる。   Here, T represents the sampling time of the digital implementation. Equation [5] is the simplest possible approximation of the integral value of Equation [3]. Trapezoidal approximation, better approximations such as Simpson's law, and more complex methods may be used. Such methods can be found in various recognized handbooks. Calculation of tray position according to Equation [3] can be hampered by measurement inaccuracies, noise and drift. Therefore, preferably the measured position is calibrated from time to time. For this purpose, it is recommended to reset the measured position to zero whenever it is known that the tray TR is in the casing CS (see FIG. 2). If the disc is in the disc drive DRV and can be played or read by the disc drive DRV, the user is confident that the tray TR is in the innermost position and the tray position is reset to zero at this point Can be done.

トレイ機能を示すディスクドライブの概略図である。It is the schematic of the disc drive which shows a tray function. ディスクドライブのトレイ制御のための本発明による方法を示す第１のフローチャートである。2 is a first flow chart illustrating a method according to the present invention for disc drive tray control. トレイの更に改善された停止制御に関するディスクドライブのトレイ制御のための本発明による方法を示す第２のフローチャートである。FIG. 5 is a second flowchart illustrating a method according to the present invention for tray control of a disk drive for further improved stop control of the tray.

Claims (4)

ディスクドライブのケーシング内の第１の位置と、前記ケーシングから突出する第２の位置との間を移動するように支持されている、ディスクを収容するためのトレイと、
前記トレイを前記第１の位置と前記第２の位置との間において動かすための電気モータと、
前記電気モータの回転を調整するために、前記電気モータを通る電流を調整する調整手段と、を有する当該ディスクドライブであって、
前記調整手段が、前記第１の位置及び前記第２の位置に関する前記トレイの位置情報を得るために、前記電気モータの回転中に生成される逆起電力信号を検出する検出手段を有することを特徴とするディスクドライブ。 A tray for receiving a disk, supported to move between a first position in a casing of the disk drive and a second position protruding from the casing;
An electric motor for moving the tray between the first position and the second position;
Adjusting means for adjusting the current through the electric motor to adjust the rotation of the electric motor;
The adjustment means includes detection means for detecting a back electromotive force signal generated during rotation of the electric motor in order to obtain position information of the tray regarding the first position and the second position. Features a disc drive. 前記第１の位置及び前記第２の位置の一方から、前記第１の位置及び前記第２の位置の他方へ向かう前記トレイの移動中に、前記トレイの位置が前記第１の位置及び前記第２の位置の何れか一方の近傍に達する場合、前記トレイの回転率が徐々に低減されるように、前記調整手段は前記電気モータを通る前記電流を調整することを特徴とする、請求項１に記載のディスクドライブ。   During the movement of the tray from one of the first position and the second position toward the other of the first position and the second position, the position of the tray is changed between the first position and the second position. 2. The adjustment means adjusts the current passing through the electric motor so that the rotation rate of the tray is gradually reduced when reaching the vicinity of one of the positions of 2. Disc drive as described in 電気モータの制御の下で、ディスクドライブのトレイを第１の位置と第２の位置との間において動かす方法であって、前記第１の位置及び前記第２の位置に関する前記トレイの位置情報を得るために、検出手段が前記電気モータの回転中に生成される逆起電力信号を検出することを特徴とする方法。   A method of moving a disk drive tray between a first position and a second position under the control of an electric motor, wherein position information of the tray regarding the first position and the second position is obtained. In order to obtain the method, the detecting means detects a back electromotive force signal generated during rotation of the electric motor. 前記トレイが、前記第１の位置及び前記第２の位置の一方から、前記第１の位置及び前記第２の位置の他方へ向かって動くときに、前記トレイの位置が前記第１の位置及び前記第２の位置の一方に近づく場合、前記モータの回転率は徐々に低減されることを特徴とする方法。   When the tray is moved from one of the first position and the second position toward the other of the first position and the second position, the position of the tray is the first position and The method of claim 1, wherein the motor rotation rate is gradually reduced when approaching one of the second positions.
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